為了物聯網,Arm做了一件大事

在擁有萬億潛力的物聯網市場,Arm無疑是當中一個最重要的角色。

據Arm物聯網兼嵌入事業部副總裁Mohamed Awad介紹,備受物聯網市場青睞的Cortex-M 晶片出貨量已經超過 700 億顆。從半導體行業觀察早前釋出的Arm部落格文章《每秒900顆,Arm晶片出貨量已超2000億》中我們也可以卡到,基於Cortex-M架構的微控制器每年的出貨量佔Arm 晶片出貨量的四分之三。

受惠於Arm控制器等晶片的推動,智慧化裝置正在全球普及,這也代表了其巨大的潛能,但從產業的觀點來看,物聯網的推進進度還不夠快。這主要因為背後有幾個因素制約了物聯網的發展。

物聯網需要Arm做更多

在Mohamed Awad看來,現在制約物聯網發展的因素主要包括幾個方面,這首先源自於緩慢的產品設計。他指出,由於開發的連續性,如果我們想要將把最新的技術設計到產品中,則需要花費五年甚至更久的時間。

其次,效率低下的軟體開發又給物聯網的普及帶來另一道挑戰。Mohamed Awad告訴記者,物聯網開發需要基於實體硬體進行開發與測試,嵌入式開發也依循著同樣的方式。那就意味著如果拿不到相關的晶片,後續很多工作就沒辦法進行下去;最後,缺乏規模化將會導致軟體與服務無法輕易地跨平臺使用。

為了物聯網,Arm做了一件大事

“在我們看來,要想使物聯網發揮最大的價值,那就必須將手機應用的形態複製到物聯網。如果我們不這麼做,我們將永遠無法發揮其龐大的經濟價值。因為Arm所處的獨特的地位,讓我們得以協助因應這些挑戰,這也是生態夥伴寄望我們提供解決方案的原因。”Mohamed Awad強調。

他進一步指出,之所以生態夥伴期待Arm 解決這些挑戰,原因有幾個。首先,如上文所說,大部分的物聯網裝置基於 Arm 架構執行;其次,Arm處於所有多樣化硬體和軟體交會的獨特定位;最後,基於Arm過去在移動和基礎設施市場的經驗,這可以借鑑到物聯網市場。

為了物聯網,Arm做了一件大事

正是基於上述現狀和背景,Arm推出了全新物聯網全面解決方案(Arm Total Solutions for IoT),Arm表示,這一獨特的物聯網設計方法將為嶄新的物聯網經濟奠定根基。據介紹,這個物聯網全面解決方案將簡化並匯入現代化的軟體開發,進而為開發者、OEM廠商以及服務提供商在物聯網價值鏈的每個階段加速開發程序,讓產品設計週期最多可縮短兩年。

為了物聯網,Arm做了一件大事

全面解決方案震撼亮相

據介紹,Arm這次推出物聯網全面解決方案是以有實證基礎的Arm Corstone為根基。Mohamed Awad告訴記者,Corstone是一個專門為晶片設計夥伴與 OEM 廠商而設計的,透過將 CPU、NPU、系統 IP 以及其他關鍵技術整合到一個預先整合、預先驗證且可隨時執行的子系統中。在過去,這個設計已為Arm晶片夥伴超過150個設計專案加速產品上市程序。

為了物聯網,Arm做了一件大事

有了新的物聯網全面解決方案之後,Arm寄望能為軟體開發者、OEM廠商、服務提供商帶來Arm虛擬硬體目標(Arm Virtual Hardware Targets),這個基於雲的新服務可提供Corstone子系統的虛擬模型,使得軟體開發無需基於實體晶片進行。

此外,Arm虛擬硬體為物聯網及嵌入式平臺帶來現代化敏捷的軟體開發方法,包括持續整合/持續開發(CI/CD)、DevOps與MLOps,免去投資複雜的硬體農場。

為了物聯網,Arm做了一件大事

從Arm提供的資料可以看到,透過基於Arm架構SoC的準確模型提供了模擬記憶體與外設等機制,軟體的開發與測試現可在晶片完備之前就著手進行,如此一來,典型的產品設計週期可以從平均的五年,最多縮短為三年。這讓Arm晶片夥伴能在晶片流片前,取得客戶對晶片的反饋,同時協助整個物聯網價值鏈,能在晶片推出之前,輕鬆地開發並測試基於最新IP的程式碼。

“我們讓它存在於雲端,同時也作為底層IP 與 Corstone 的設計。如此一來,現代軟體開發便可立即著手,這遠遠早於晶片完備之前。”Mohamed Awad補充說。

為了讓產業夥伴利用他們在最廣泛的平臺所投資的軟體與服務,Arm同時也推出ProjectCentauri,該專案旨在透過針對裝置開機、安全與雲集成提供一套裝置與平臺的標準和參考實作,為廣泛的 Arm Cortex-M軟體生態系統,達成類似Project Cassini為Cortex-A生態系統作出的貢獻。

為了物聯網,Arm做了一件大事

按照Mohamed Awad的說法,Project Centauri 提供了底層的標準,當中包括一套軟體應該如何被封裝、或者雲服務如何獲取裝置功能的金鑰。同時,它還考量了包括 TF-M 和 PSA 認證在內的裝置安全層面。此外,ProjectCentauri 還聚集了Arm廣泛的軟體生態支援,當中包括了公司合作伙伴提供的特定應用程式的參考程式碼、平臺中介軟體、軟體和服務。

Arm也強調,Project Centauri的API包括對PSA認證與Open-CMSIS-CDI的支援,這是一套標準的雲到裝置規範,能最大限度地減少啟動不同的雲解決方案和實時作業系統所需的開發工作量。Project Centauri將降低工程開發成本、加速上市程序、實現大規模物聯網部署,並強化Cortex-M生態系統的安全性。

“透過 ProjectCentauri,我們正在構建必要的底層基石,避免整個價值鏈的夥伴重複投入。”Mohamed Awad表示。

據瞭解,Arm這個物聯網全面解決方案的第一套配置已經推出,可針對通用計算與機器學習工作負載的用例,其中包括一個基於機器學習的關鍵詞辨識示例。同時,支援來自Arm晶片夥伴基於Arm Corstone-300子系統的多種配置的虛擬硬體目標也已就緒,這結合了Cortex®-M55處理器與Arm Ethos™-U55微神經網路處理器。

為了物聯網,Arm做了一件大事

在Arm看來,Arm物聯網全面解決方案代表了物聯網新時代的起點——一個軟體與硬體在系統層面真正共同設計的時代。Arm獨特的定位得以聯合軟體與硬體開發者打造場景定義的計算,並釋放物聯網的經濟效益。從智慧手機到資料中心,再到當前的物聯網,不論計算在何處發生,在設計過程中將系統納入考量,對於加速創新和充分利用Arm生態系統提供的專用處理能力將是一大關鍵。

“透過徹底改變系統的設計方法,Arm的獨特定位可以推動新的物聯網經濟,其形態、速度與規模等方面都足以與智慧手機應用市場經濟相媲美。Arm物聯網全面解決方案改變了我們為整個生態系統提供關鍵技術的方法,並展現了我們在軟體方面重大且持續的投資,進而賦能開發者開展創新,擴充套件全球影響力。”Mohamed Awad最後說。